2023届高考物理二轮复习专题六动量的综合应用作业含答案

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专题六 动量的综合应用
1．(2022·湖北)一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到2v，在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v.前后两段时间内，合力对质点做功分别为W1和W2，合力的冲量大小分别为I1和I2.下列关系式一定成立的是(　　)
A．W2＝3W1，I2≤3I1　　　　 B．W2＝3W1，I2≥I1
C．W2＝7W1，I2≤3I1 D．W2＝7W1，I2≥I1
答案　D
解析　根据动能定理可知W1＝m(2v)2－mv2＝mv2，W2＝m(5v)2－m(2v)2＝mv2，
可得W2＝7W1，
由于速度是矢量，具有方向，当初、末速度方向相同时，动量变化量最小，方向相反时，动量变化量最大，因此冲量的大小范围是mv≤I1≤3mv，3mv≤I2≤7mv，
比较可得I2≥I1一定成立．故选D项．
2．(2022·河北模拟)如图所示，载有物资的热气球静止于空中某高度处．现将其中的一部分物资在热气球外由静止释放，已知释放的物资质量小于热气球剩余的总质量，释放物资后热气球受到的浮力不变，不计空气阻力．则从释放物资到物资落地前的时间内，释放的物资和热气球组成的系统(　　)

A．总动量向上 B．总动量向下
C．机械能减小 D．机械能增大
答案　D
解析　释放物资前，系统处于静止状态，合力等于0，静止释放物资后，系统受到的外力不变系统受到的合力仍为0，所以系统的总动量守恒，仍为0，A、B两项错误；释放物资后，物资向下运动，热气球向上运动，浮力对系统做正功，系统的机械能增大，C项错误，D项正确．故选D项．
3.(2022·合肥模拟)平底煎锅正在炸豆子．假设每个豆子的质量均为m，弹起的豆子均垂直撞击平板锅盖，撞击速度均为v.每次撞击后速度大小均变为v，撞击的时间极短，发现质量为M的锅盖刚好被顶起．重力加速度为g，则单位时间撞击锅盖的豆子个数为(　　)
A. B.
C. D.
答案　A
解析　设单位时间撞击锅盖的豆子个数为n，则由动量定理FΔt＝Δm·v－Δm·(－v)，其中F＝Mg，Δm＝nΔt·m，解得n＝，故选A项．
4．(2022·全国乙卷)(多选)质量为1 kg的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示．已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取g＝10 m/s2.则(　　)
A．4 s时物块的动能为零
B．6 s时物块回到初始位置
C．3 s时物块的动量为12 kg·m/s
D．0～6 s时间内F对物块所做的功为40 J
答案　AD
解析　物块与地面间的滑动摩擦力为f＝μmg＝2 N，对物块在0～3 s内的运动过程，由动量定理可得(F－f)t1＝mv3，得v3＝6 m/s，3 s时物块的动量为p＝mv3＝6 kg·m/s，设3 s后经过时间t′物块的速度第一次减为0，由动量定理可得－(F＋f)t′＝0－mv3，解得t′＝1 s，所以物块在t＝4 s时速度减为0，此时物块的动能也为0，故A项正确，C项错误；设0～3 s内物块的位移为x1，由动能定理可得(F－f)x1＝mv32，得x1＝9 m，3～4 s过程中，对物块由动能定理可得－(F＋f)x2＝0－mv32，得x2＝3 m，4～6 s内物块反向运动，物块的加速度大小为a＝＝2 m/s2，位移为x3＝×2×22 m＝4 m